在嵌入式体系开发中,现在运用的首要编程言语是C 和汇编,尽管C++已经有相应的编译器,可是现在运用仍是比较少的。
在稍大规划的嵌入式程序设计中,大部分的代码都是用C来编写的,首要是由于C言语具有较强的结构性,便于人的了解,而且具有许多的库支撑。但关于一写硬件上的操作,许多当地仍是要用到汇编言语,例如硬件体系的初始化中的CPU 状况的设定,中止的使能,主频的设定,RAM操控参数等。另外在一些对功能十分灵敏的代码块,根据汇编与机器码一一对应的联系,这时不能依托C编译器的生成代码,而要手艺编写汇编,然后到达优化的意图。汇编言语是和CPU的指令集严密相连的,作为触及底层的嵌入式体系开发,娴熟对应汇编言语的运用也是有必要的。
单纯的C或许汇编编程请参阅相关的书本或许手册,这儿首要评论C和汇编的混合编程,包括彼此之间的函数调用。下面分四种状况来进行评论,不触及C++言语。
一、在C言语中内嵌汇编
在C中内嵌的汇编指令包括大部分的ARM和Thumb指令,不过运用与单纯的汇编程序运用的指令略有不同,存在一些约束,首要有下面几个方面:
a 不能直接向PC 寄存器赋值,程序跳转要运用B或许BL指令;
b 在运用物理寄存器时,不要运用过于杂乱的C表达式,防止物理寄存器抵触;
c R12和R13或许被编译器用来寄存中心编译成果,核算表达式值时或许把R0-R3、R12及R14用于子程序调用,因而防止直接运用这些物理寄存器;
d 一般不要直接指定物理寄存器;
e 让编译器进行分配内嵌汇编运用的符号是__asm或asm关键字,用法如下:
__asm{instruction [; instruction]}或
asm(“instruction
[; instruction]”)
下面是一个比如来阐明如安在C中内嵌汇编言语:
//C言语文件*.c
#include
void my_strcpy(const char *src, char *dest){
char ch;
__asm{
loop:
ldrb ch, [src], #1
strb ch, [dest], #1
cmp ch, #0
bne loop
}
}
int main(){
char *a=”forget it and move on!”;
char b[64];
my_strcpy(a, b);
printf(“original: %s”, a);
printf(“copyed: %s”, b);
return 0;
}
在此比如中C言语和汇编之间的值传递是用C言语的指针来完结的,由于指针对应的是地址,所以汇编中也能够拜访。
二、在汇编中运用C界说的全局变量
内嵌汇编不必独自修改汇编言语文件,比较简练,可是有许多的约束。当汇编的代码较多时一般放在独自的汇编文件中,这时就需要在汇编文件和C文件之间进行一些数据的传递,最简洁的办法便是运用全局变量。
下面是一个C言语和汇编言语同享全局变量的比如:
//C言语文件*.c
#include
int gVar=12;
extern asmDouble(void);
int main(){
printf(“original value of gVar is: %d”, gVar_1);
asmDouble();
printf(” modified value of gVar is: %d”, gVar_1);
return 0;
}
;汇编言语文件*.S
AREA asmfile, CODE, READONLY
EXPORT asmDouble
IMPORT gVar
asmDouble
ldr r0, =gVar
ldr r1, [r0]
mov r2, #2
mul r3, r1, r2
str r3, [r0]
mov pc, lr
END
在此例中,汇编文件与C文件之间彼此传递了全局变量gVar和函数asmDouble,留心声明的关键字extern和IMPORT
三、在C中调用汇编的函数
有一些对机器要求高的灵敏函数,经过C言语编写再经过C编译器翻译有时会呈现差错,因而这样的函数一般选用汇编言语来编写,然后供C言语调用。在C文件中调用汇编文件中的函数,要注意的有两点,一是要在C文件中声明所调用的汇编函数原型,并参加extern关键字作为引进函数的声明;二是在汇编文件中对对应的汇编代码段标识用EXPORT关键字作为导出函数的声明,函数经过mov pc, lr指令回来。这样,就能够在C文件中运用该函数了。从C言语的视点的视点,并不知道调用的函数的完结是用C言语仍是汇编汇编言语,原因C言语的函数名起到标明函数代码开始地址的效果,而这个效果和汇编言语的代码段标识符是共同的。
下面是一个C言语调用汇编函数比如:
//C言语文件*.c
#include
extern void asm_strcpy(const char *src, char *dest);
int main(){
const char *s=”seasons in the sun”; char d[32];
asm_strcpy(s, d);
printf(“source: %s”, s);
printf(” destination: %s”,d);
return 0;
}
;汇编言语文件*.S
AREA asmfile, CODE, READONLY
EXPORT asm_strcpy
asm_strcpy
loop
ldrb r4, [r0], #1
cmp r4, #0
beq over
strb r4, [r1], #1
b loop
over
mov pc, lr
END
在此例中,C言语和汇编言语之间的参数传递是经过对应的用R0-R3来进行传递,即R0传递第一个参数,R1传递第二个参数,多于4个时凭借栈完结,函数的回来值经过R0来传递。这个规则叫作ATPCS(ARM Thumb Procedure Call Standard),具体见ATPCS标准。
四、在汇编中调用C的函数
在汇编言语中调用C言语的函数,需要在汇编中IMPORT对应的C函数名,然后将C的代码放在一个独立的C文件中进行编译,剩余的作业由连接器来处理。
下面是一个汇编言语调用C言语函数比如:
//C言语文件*.c
int cFun(int a, int b, int c){
return a+b+c;
}
;汇编言语文件*.S
AREA asmfile, CODE, READONLY
IMPORT cFun
start
mov r0, #0x1
mov r1, #0x2
mov r2, #0x3
bl cFun
nop
nop
b start
END
在汇编言语中调用C言语的函数,参数的传递也是依照ATPCS标准来完结的。
在这儿简略介绍一下部分ATPCS标准:
子程序间经过寄存器R0~R3来传递参数。
A.在子程序中,运用寄存器R4~R11来保存局部变量。
B.寄存器R12用于子程序间scratch寄存器(用于保存SP,在函数回来时运用该寄存器出桟),记作IP。
C.寄存器R13用于数据栈指针,记作SP。寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值有必要持平。
D.寄存器R14称为链接寄存器,记作LR。它用于保存子程序的回来地址。
E.寄存器R15是程序计数器,记作PC
F.参数不超越4个时,能够运用寄存器R0~R3来传递参数,当参数超越4个时,还能够运用数据栈来传递参数。
G.成果为一个32位整数时,能够经过寄存器R0回来
H.成果为一个64位整数时,能够经过寄存器R0和R1回来,顺次类推。
以上经过几个简略的比如演示了嵌入式开发中常用的C 和汇编混合编程的一些办法和根本的思路,其实最中心的问题便是如安在C 和汇编之间传值,剩余的问题便是各自用自己的方法来进行处理。以上仅仅抛砖引玉,更具体和杂乱的运用办法要结合实际使用并参阅相关的材料。